[发明专利]建筑集成光伏设备作为智能传感器在智能建筑能源管理系统的应用

说明书

本发明公开了一种可作为传感器的建筑集成光伏设备，其中，所述设备的输出参数除了提供电力外，还可用于向智能建筑能源管理系统提供关于光强度和环境温度的信息。

相关申请的交叉引用

根据《美国法典》第35篇第119(e)条的规定，本申请主张享有于2013年3月1日提交的美国临时申请No.61/771,612的权益，该申请的全部内容通过引用整体地结合于本文中，并主张享有《美国法典》第35篇第120条规定的优先权。

技术领域

本发明涉及将光伏设备作为传感器向智能建筑能源管理系统提供关于建筑物环境和状态的反馈，具体涉及将半透明光伏设备，如半透明光伏窗户作为这种建筑集成传感器使用。

背景技术

由于日益加剧的全球能源危机，对改善建筑设计和工程以减少能源消耗并实现能源的“智能”使用的关注仍在持续。此类“智能”建筑可以包含多个能对环境变化做出反应以在维持用户舒适度的同时最大限度地减少能源使用的动态系统。例如，其可包括但不限于：透光率可变的电致变色窗户、自动遮光窗帘、光伏发电和储存系统、热泵系统、顶楼风扇系统以及复杂的HVAC系统。例如，智能建筑能源管理系统可能显示天气为一炎热、阳光明媚的日子，从而触发电致变色窗户进入低透光状态，或是降低自动遮光窗帘，以减少建筑物内获得的太阳能并最大限度地减少建筑物的制冷负荷。

或者，所述能源管理系统可能记录的外部温度已低于建筑物的内部温度，从而启动热泵或顶楼风扇系统以利用温度差来提供低能耗的建筑物制冷。又例如，建筑物控制系统可感应到阳光充足的日子，但建筑用能需求低，从而直接采集光伏能量存储到能量储存系统中或直接将其送到电网，而不是本地应用。

为了使建筑能源管理系统能智能响应建筑物环境的变化,需要传感器网络向控制系统提供必要的数据以供其作出反应。为提供充分运行此类智能建筑的所有必要数据，会需要多种传感器，包括但不限于：温度传感器、光强度传感器以及风(例如，方向、强度)传感器。虽然这些传感器是现成的，但需要能确保完整的建筑物地图的传感器的数量很大，并与动态建筑物控制器相结合以创建一大型且复杂的建筑物能源管理系统。任何合并或减少智能建筑物元件(例如，传感器或控制器)的整体数量的方式可显著降低所述系统的整体复杂性及成本。

发明内容

本发明通过示例性实施方式提供了一种利用光伏设备作为智能建筑能源管理系统的传感器的方法，所述方法的步骤包括：将来自于光伏设备的电压输出参数和电流输出参数中的至少一个与在特定基准条件下获得的值进行对比；以及根据该对比步骤，作为输入参数向智能建筑能源管理系统提供关于当前建筑物环境的信息，以确定制热、制冷以及动态节能建筑元件中的一项或多项的最优设置。

另一示例性实施方式提供了一种智能建筑物能源管理系统，其包括控制器、以及与所述控制器通信的光伏设备，其中，所述控制器将来自于光伏设备的电压输出参数和电流输出参数中的至少一项与在特定的基准条件下获得的预设值进行对比，以确定关于当前建筑物环境的信息，并基于当前的建筑物环境确定制热、制冷以及动态节能建筑元件中的一项或多项的最优设置。

通过这种方式，所述示例性实施方式可将电力和传感器数据的产生整合成一单一的单元，从而降低了各个部件的数量、复杂性和成本，相对于传统建筑能源管理系统来说，简化了整个智能建筑能源管理系统。

在更详细地描述本发明的示例性实施方式之前，以及为了更好地理解本发明，本发明将先对传统的建筑能源管理系统的一些问题进行说明。